汽车发动机进气系统压力损失的测试与分析

邹明森

（江苏省交通技师学院，江苏 镇江 212006）

引言

进气系统的主要任务是为发动机提供必要的空气。主要组成部件包括空气滤清器、空气流量计、进气软管、中冷器、进气歧管等。如果空气在进气系统任何一个部件的流动阻力过大，就会降低充气效率，从而降低发动机功率[1]。对于不同的进气系统结构，对进气压力损失也不一样。因此，对进气系统压力损失进行测试与分析，从而可以根据压力损失对进气系统进行优化[2]。

1 进气系统压力损失测试实验

进气损失可以用流量、压差等物理量来表示。测流量比较复杂且成本较高，而测压差方便且成本较低，所以一般用压差来表示损失。

本文按照南京依维柯汽车有限公司的《轻型商务车排气系统检测标准》（18-7038） 和《进气系统检测标准》（16-1021）对南京依维柯汽车有限公司生产的NJ6486DA车辆进行试验（如图1所示），分别在空滤器、中冷器前后钻孔安装测点，利用四川测功机生产厂商生产的型号为YYU的U型压力计（精度为0.5%）来测量进气系统各个点的压强。

图1 实验现场

实验过程中将汽车开到三挡，待发动机稳定在 1000转后，迅速记录下各压力计的读数。同样过程，分别记录下1200、1600、1800、2000、2300、2700、2990、3100、3500、3900转时的各组数据；然后做四档的2900、3100、3500、3900转时的工况；最后是分别是五档的1400、1800、2300、2700转。

2 试验结果分析

2.1 三档时各压差随发动机转速的变化

图2 空滤前后压差与转速的关系其中X轴为转速，Y轴为压差

图3 中冷器前后压差与转速的关系其中X轴为转速，Y轴为压差

从图2中看出，空滤器前的压力小于空滤器后的压力，这可能是因为增压器工作较慢以致空滤后聚集太多气体或者是加压后的气体脉冲回到空滤器后导致的。而且压差在1800r/min前，空滤前后压差增速较慢，这是因为在低速时，排气能量不足导致增滤压器工作较慢。1800r/min之后，增压器工作起来，压差增大就大幅加快（从图中斜率即可看出）。当到了 3500r/min时，发动机功率达到最大，此时阻力最大（图中达到了峰值），之后压差下降。

从图3中可以看出，在1800r/min之前，中冷器前后压差减小，1800r/min之后压差增大一直到3500r/min时达到峰值，然后压差下降。同样是因为在 1800r/min时增压器工作起来，而 3500r/min时发动机功率达到最大，阻力值达到最大。

2.2 四档各压差随发动机转速的变化

图4 空滤前后压差与转速的关系其中X轴为转速，Y轴为压差

图4在四档时，整体上压差比三挡要高，即损失更大。由于高档下消耗功率更多，测损失消耗也即更大。不过曲线变化趋势和三挡是一样的，从上图中可以看出，大概在3500r/min时，损失达到峰值。

从图5中看出，四档下中冷器前后压差随着发动机的转速增加而增大，也即损失越大。

图5 中冷器前后压差与转速的关系其中X轴为转速，Y轴为压差

2.3 五档各压差随发动机转速的变化

图6 空滤前后压差与转速的关系其中X轴为转速，Y轴为压差

图7 中冷器前后压差与转速的关系其中X轴为转速，Y轴为压差

图6五档下，空滤前后压差趋势一样，只不过压差更大，从图中可以看出在 1800r/min后，增压器工作起来，随发动机转速增加，压差增长速率显著加大。

图7中冷器前后压差先下降后上升，增压器开始工作起来到1800r/min，压差随着增大。

3 结论

（1）进气系统中空气过滤器前后压差、中冷器前后压差的最大值分别为101mm水柱、639mm水柱，符合EVECO16-1021标准的要求。

（2）虽然该车辆进气系统的压力损失符合标准的要求，但是为了提高发动机的性能，该进气系统的优化还有很大的空间。